我國引領(lǐng)全球電動汽車電池鋁箔產(chǎn)業(yè)奮進(jìn)新征程(上)
2022年06月06日 11:0 76446次瀏覽 來源: 中國有色金屬報(bào) 分類: 鋁應(yīng)用 作者: 王祝堂
表1 全球10大電池制造公司電池裝車量及占比
表2 鋰電池外殼材料的性能
注:x-不好;△-可以;○-良好;◎-優(yōu)秀。*為日本聯(lián)合鋁業(yè)公司。
表3 鋰電池封口鋁材的性能
注:X-不好;△-可以;○-良好;◎-優(yōu)秀。*為日本聯(lián)合鋁業(yè)公司。
表4平箔合金的性能與特性
注:*為日本聯(lián)合鋁業(yè)。
表5 鋰離子電池鋁母線板的力學(xué)性能
注:*為日本聯(lián)合鋁業(yè)公司。
近年來,隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,汽車動力電池鋁箔產(chǎn)品也成了鋁箔“家族”中發(fā)展最快的產(chǎn)品之一。截至今年3月份,我國建成汽車電池鋁箔項(xiàng)目約20個(gè),生產(chǎn)能力約400kt/a;在建的項(xiàng)目約15個(gè),總生產(chǎn)能力達(dá)1000kt/a,可以滿足全球新能源汽車工業(yè)的需求。
目前,新能源電動汽車發(fā)展迅速。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì),今年1月份,我國新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到36.8萬輛和33.4萬輛,同比增長2倍和1.8倍。1—2月,新能源汽車產(chǎn)銷82.0萬輛和76.5萬輛,同比增長1.6倍和1.5倍。
更重要的是,電動汽車產(chǎn)量快速提升的同時(shí),電池鋁箔需求量和產(chǎn)量也會同步增長。
汽車動力電池鋁箔產(chǎn)品具有厚度薄、強(qiáng)度高、表面達(dá)因值大、厚度偏差小、板形優(yōu)秀、表面潔凈等特點(diǎn)。我國是電動汽車生產(chǎn)大國,也是電動汽車電池和電池鋁箔生產(chǎn)的超級大國,其產(chǎn)量均占全球總產(chǎn)量一半以上。我國是全世界電動汽車電池市場的主導(dǎo)者,在全球10大電池制造公司中我國企業(yè)占6家。這10家公司的電池裝車量見表1(注:信息來自于西班牙《公眾》日報(bào)網(wǎng)站,2022年5月3日發(fā)布的信息)。除這10個(gè)大公司外,其他小公司的裝車量約占總銷量的8.2%。
已投產(chǎn)的電池鋁箔項(xiàng)目
截至2021年底,我國已投產(chǎn)電池鋁箔項(xiàng)目的企業(yè)約有20家,電池鋁箔總生產(chǎn)能力約400kt/a。
●萬基控股集團(tuán)電池軟包及鋁箔項(xiàng)目
今年2月份,河南萬基控股集團(tuán)有限公司鋁箔廠積極開拓市場,實(shí)現(xiàn)鋁箔銷量3788t,電池軟包及電池箔2月份出口日本各770t。
鋁-塑膜是軟包鋰電池電芯封裝的關(guān)鍵材料。近年來,隨著新能源行業(yè)的發(fā)展,電池軟包鋁-塑膜用鋁箔市場需求快速增長,市場廣闊。鋁-塑膜最早由日本企業(yè)開發(fā),是鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié),對原材料、生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備工藝都有相當(dāng)高的要求。由于技術(shù)難度高,我國鋁-塑膜行業(yè)市場長期被日本企業(yè)高價(jià)壟斷。為打破這種技術(shù)壁壘,從2004年開始,我國部分鋁箔企業(yè)開始探索鋁-塑膜地生產(chǎn)。從2016年開始,我國企業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)的鋁-塑膜品質(zhì)已接近日本水平。萬基鋁加工有限公司在這方面做了許多工作,成就巨大,2018年實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn),2020年實(shí)現(xiàn)大批量向國內(nèi)市場供貨。2021年,萬基公司已實(shí)現(xiàn)多種厚度、超寬幅、多品種高性能電池軟包鋁-塑膜用鋁箔批量化生產(chǎn),月產(chǎn)量達(dá)600t以上,占國內(nèi)市場的30%。目前,國內(nèi)對該種電池箔的需求量約為7500t/a。有關(guān)分析數(shù)據(jù)透露,在今后5年內(nèi),該種產(chǎn)品年平均增長率或可達(dá)16%以上。
●天成彩鋁成功交付1235電池箔帶坯
2021年6月份,東興鋁業(yè)天成彩鋁有限公司成功生產(chǎn)出1235工業(yè)純鋁電池箔用的0.2mm的帶坯,并交付用戶,成功軋成0.01mm~0.02mm的電力電池箔。1235電池箔優(yōu)點(diǎn)是:質(zhì)量輕、包覆性和密閉性好、耐腐蝕、無毒無味等。生產(chǎn)主要要求有四個(gè)方面:表面質(zhì)量好、板型平整度高、強(qiáng)度高、成分純凈。1235工業(yè)純鋁的成分(質(zhì)量%)為:Cu0.05,Mn0.05,Mg0.05,Zn0.10,Ti0.06,V0.05,(Si+Fe)0.65,其他雜質(zhì)單個(gè)0.03,Al99.35。注:1235鋁是一個(gè)美國合金。
●山東南山鋁業(yè)鋁材分公司2021年2月批量生產(chǎn)電池托盤鋁型材
電動汽車電池托盤是其最大的鋁結(jié)構(gòu)部件,可用鋁合金擠壓材制造,也可以用鋁板制備,但多以鋁合金擠壓材制造為主。托盤的主要作用是托住和保護(hù)電池系統(tǒng),防止其和底部碰觸,還起到散熱作用,便于電池維護(hù)、裝配等。
托盤鋁材必須具有一定的強(qiáng)度、易于成形加工、價(jià)格合理等綜合性能,可用6063、6005A與6061合金加工,主要零件用6061合金,其它的用6063和6005A合金。南山鋁材在與廣汽合作的電池托盤項(xiàng)目中,用了22種不同斷面的型材,除左右邊梁為6005A-T6合金外,其它的均為6061-T6型材。其主要生產(chǎn)難點(diǎn)為部分型材空腔多、壁厚差大、擠壓易變形、力學(xué)性能要求高于國標(biāo)等。
●云南浩鑫鋁業(yè)公司的70kt/a 0.01mm的雙面光電池箔項(xiàng)目
2015年,云南浩鑫鋁業(yè)有限公司開始批量以鑄軋帶坯生產(chǎn)純度>99%的0.009mm(9μm)雙面光鋰離子電池集流體箔,在世界鋁箔生產(chǎn)領(lǐng)域創(chuàng)造了多項(xiàng)第一,榮獲“2016中國鋁箔資源效率獎”。其特點(diǎn)為:綠色、低碳、節(jié)能、環(huán)保。其廢水零排放,廢渣、廢油等全部得到有效循環(huán)利用;所產(chǎn)的9μm雙面光電池箔的成品率高達(dá)90%,邊部廢料有較大下降,能耗減少,有效地節(jié)約了資源;表面品質(zhì)優(yōu)良,涂布性能好,力學(xué)性能高,抗拉強(qiáng)度達(dá)270N/mm2,伸長率≥2%;電學(xué)性能良好,電阻率≤0.032Ω·mm2/m。采用這種超薄集流體箔,可制得質(zhì)量輕的小型化鋰離子電池。截至2021年12月底,浩鑫鋁業(yè)有限公司電池鋁箔生產(chǎn)能力已達(dá)70kt/a。
●廣東乳源東陽光優(yōu)艾希杰有限公司40kt/a電池箔項(xiàng)目
東陽光優(yōu)艾希杰(UACJ,日本聯(lián)合鋁業(yè)公司)是一家中日合資企業(yè),投資90億日元新建的40kt/a鋰離子電池鋁箔項(xiàng)目已于2020年8月投產(chǎn),2021年7月達(dá)產(chǎn)。該項(xiàng)目占地2萬m2,日本聯(lián)合鋁業(yè)有限公司占49%。據(jù)該公司預(yù)測,2025年全世界鋰離子動力電池鋁箔需求量約210t。筆者預(yù)測量約350k/a,其中,我國的需求量約227.5kt/a,占65%。
●江蘇昭和電工公司12kt/a鋁箔產(chǎn)能
江蘇南通市昭和電工有限公司是日本昭和電工有限公司(Show Denko KK工業(yè)公司,SDK)的獨(dú)資企業(yè),專業(yè)生產(chǎn)電工高純鋁箔。該公司原有鋁箔生產(chǎn)能力4.8kt/a,2013年又?jǐn)U建了7.2kt/a,2015年5月投產(chǎn),總產(chǎn)能達(dá)12kt/a。該公司規(guī)模雖不大,但經(jīng)濟(jì)效益很好,產(chǎn)品附加值極高。
●晟通集團(tuán)鋁箔公司約50kt/a電池箔產(chǎn)能
湖南晟通集團(tuán)鋁箔有限公司雙零箔生產(chǎn)能力200kt/a,是當(dāng)今世界上建成的最大的雙零箔企業(yè)。該項(xiàng)目共分三期建成:一期2臺1850mm箔軋機(jī),2002年投產(chǎn);二期4臺2000mm箔軋機(jī),2012年投產(chǎn);三期10臺2000mm箔軋機(jī),2015年3月投產(chǎn)。該公司的16臺軋機(jī)全部國產(chǎn),建成雙零箔生產(chǎn)能力200kt/a。據(jù)筆者估算,該公司電池箔的生產(chǎn)能力約為50kt/a。
●深圳市安博瑞新材料科技有限公司鋁-塑膜項(xiàng)目
安博瑞新材料科技有限公司是一家2016年在深圳成立,專業(yè)生產(chǎn)鋰離子電池鋁-塑膜的企業(yè),是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的國家級高新技術(shù)企業(yè)。該公司長期與清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等院校合作,在多層納米涂層鋁箔改性等產(chǎn)品性能及工藝設(shè)計(jì)上取得眾多研究成果并獲得多項(xiàng)發(fā)明專利。EV Tank發(fā)布的《中國鋁-塑膜行業(yè)發(fā)展白皮書(2021年)》顯示,2020年全球軟包鋰離子電池出貨量107.7GWh,同比增長28.1%;2020年,全球鋁-塑膜出貨量達(dá)到2.4億m2,同比增長23.7%;2020年平均價(jià)格22元/m2,整個(gè)市場規(guī)模52.8億元。2021年,全球鋁-塑膜的需求量達(dá)2億m2~2.5億m2,預(yù)計(jì)到2025年全球的需求量可達(dá)7億m2~8億m2。目前,我國高端鋁-塑膜市場幾乎全部被外資企業(yè)壟斷。安博瑞新材料科技有限公司鋁-塑膜生產(chǎn)能力約6000萬m2。
●新綸科技有限公司常州鋁-塑膜生產(chǎn)線項(xiàng)目
新綸科技有限公司在江蘇常州投建了2條鋰電池鋁-塑膜生產(chǎn)線:第一條于2020年投產(chǎn),生產(chǎn)能力200萬m2/月,已于2021年達(dá)產(chǎn);第二條生產(chǎn)線于2021年7月21日完成設(shè)備調(diào)試。據(jù)GGII、中商產(chǎn)業(yè)研究院資料顯示,2019年我國軟包動力電池出貨量13.7GWh。預(yù)計(jì)到2025年,我國軟包動力電池出貨量將達(dá)到88.6GWh,若以每GWh軟包動力電池用150萬m2鋁-塑膜計(jì)算,預(yù)計(jì)到2025年我國鋁-塑膜需求量將達(dá)1.3億m2。
●萬順新材15kt/a電池鋁箔項(xiàng)目
萬順新材主要從事紙包裝材料、鋁箔和功能性薄膜三大業(yè)務(wù),下有子公司江蘇中基復(fù)合材料有限公司、安徽美信鋁箔(72kt/a高精電子箔)有限公司,共有155kt/a高端鋁箔產(chǎn)能,其中,電池箔約15kt/a。
●河南明晟新材料有限公司10kt/a鋰電池鋁箔項(xiàng)目
明晟新材料有限公司是明泰鋁業(yè)有限公司的全資子公司,主要從事鋁板帶箔、合金板、軍工、航空航天、汽車用鋁、超硬3C材料等。近年來,明泰鋁業(yè)致力于轉(zhuǎn)型升級,重點(diǎn)布局交通運(yùn)輸用鋁,汽車輕量化用鋁、新能源鋰電池用鋁、航空航天及軍工等高端用鋁領(lǐng)域。該公司鋰電池鋁箔產(chǎn)能約有10kt/a。
●浙江寧波鋁宏汽車電池殼鋁合金零部件項(xiàng)目
2019年11月26日,寧波鋁宏汽車零部件有限公司汽車鋁合金零部件精密制造建設(shè)項(xiàng)目在西塢開工,一期已于2021年9月投產(chǎn)。該項(xiàng)目投資2.8億元,占地56.42畝,主導(dǎo)產(chǎn)品為新能源汽車電池殼鋁擠壓型材。
●中鋁集團(tuán)福州新區(qū)約15kt/a電池箔項(xiàng)目
中鋁集團(tuán)自2019年以來在福州新區(qū)閩臺(福州)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園建設(shè)東南沿海鋁精深加工基地,占地2000畝,計(jì)劃總投資100億元,重點(diǎn)產(chǎn)品為交通運(yùn)輸裝備輕量化、環(huán)保包裝、電子器材和中高端印刷用鋁材。該項(xiàng)目分4期建設(shè),大部分已建成。據(jù)筆者估算,該項(xiàng)目包含約有15kt/a電池箔產(chǎn)能。
●蘭州新區(qū)鋁業(yè)有限責(zé)任公司10kt/a電池箔項(xiàng)目
甘肅蘭州新區(qū)鋁業(yè)有限責(zé)任公司200kt/a鋁箔項(xiàng)目于2019年9月9日通過審查,投資20億元,建設(shè)用地500畝,由蘭州新區(qū)商貿(mào)物流集團(tuán)有限公司和蘭州新區(qū)鋁業(yè)有限責(zé)任公司投資。該項(xiàng)目產(chǎn)品結(jié)構(gòu)包括65kt/a空調(diào)箔、70kt/a家用箔、15kt/a藥箔、10kt/a電池箔、20kt/a雙零包裝箔、其它寬幅單零箔20kt/a。該項(xiàng)目已于2021年年底投產(chǎn)。
●江蘇鼎勝新能源材料股份有限公司50kt/a動力電池箔項(xiàng)目
該項(xiàng)目位于江蘇省鎮(zhèn)江市京口區(qū)鼎勝鋁業(yè)公司園區(qū)內(nèi),于2019年開建,2021年投產(chǎn),采用雙輥式連續(xù)鑄軋帶坯,是我國目前建成的最大的電池鋁箔企業(yè)之一。
●新疆眾和股份有限公司25kt/a電池箔項(xiàng)目
眾和股份有限公司不但是我國高純鋁和超高純≥5N濺射靶基材鋁的領(lǐng)跑者,也是我國電池箔、電子箔生產(chǎn)“領(lǐng)軍者”。2021年,該公司電子箔、電極箔銷售量分別達(dá)到21.1kt、2557.94m2,同比分別增長16.15%、48.76%,新能源相關(guān)領(lǐng)域電極箔占該公司電極箔銷量的20%~30%。新疆眾和目前產(chǎn)能:50kt/a高純鋁、35kt/a電子鋁箔、2300萬m2/a電池箔。
●華北鋁業(yè)有限公司60kt/a電池箔項(xiàng)目
華北鋁業(yè)有限公司成立于1978年,是我國生產(chǎn)鋁箔軋機(jī)與雙輥式連續(xù)鑄軋帶坯的開拓者之一。2021年,該公司平軋鋁產(chǎn)品生產(chǎn)能力為200kt/a,加上分公司的,生產(chǎn)能力≥250kt/a,其中電池箔的生產(chǎn)能力60kt/a。2015年,該公司電池箔的產(chǎn)量只有2804t,2016年和2017年的產(chǎn)量分別上升到3539t和4964t,2017年的產(chǎn)量比2016年的上升了40%,2021年的產(chǎn)量約已達(dá)28kt/a,甚至更多一些。
●其它企業(yè)
廈順鋁箔有限公司、南山鋁業(yè)、神隆寶鼎鋁業(yè)有限公司等也已紛紛進(jìn)入電池箔領(lǐng)域,估計(jì)產(chǎn)能已達(dá)80kt/a。
在建電池鋁箔項(xiàng)目
截至今年3月,我國在建汽車電池鋁箔項(xiàng)目約有15個(gè),總生產(chǎn)能力約1000kt/a。
●東陽光鋁業(yè)公司宜都200kt/a低碳電池箔項(xiàng)目
廣東省東陽光鋁業(yè)有限公司200kt/a低碳電池鋁箔項(xiàng)目于2021年11月29日正式簽約落戶湖北省宜都市,今年2月8日啟動建設(shè),總投資60億元,占地1200畝。東陽光鋁業(yè)公司在生產(chǎn)電池與電子鋁箔領(lǐng)域居世界前列,投產(chǎn)后宜都市將成為國內(nèi)規(guī)模較大、技術(shù)水平先進(jìn)的低碳電池箔生產(chǎn)基地。
●常鋁股份30kt/a動力電池鋁箔項(xiàng)目
常鋁股份于2021年12月21日發(fā)布公告稱,計(jì)劃由全資子公司——江蘇常鋁新能源材料科技有限公司投資新建30kt/a動力電池箔項(xiàng)目,建設(shè)周期24個(gè)月,總投資預(yù)計(jì)約為3.5億元。
●和勝新能源科技有限公司獲兩項(xiàng)電池結(jié)構(gòu)件發(fā)明專利
廣東和勝股份全資子公司——廣東和勝新能源科技有限公司于2021年12月獲得兩項(xiàng)新能源汽車產(chǎn)品生產(chǎn)工藝發(fā)明專利:一項(xiàng)是“攪拌摩擦焊接工藝”技術(shù),該項(xiàng)目能減少焊后工件力學(xué)性能下降,有利于提高焊接系數(shù);另一項(xiàng)是“電池殼體加工工藝”技術(shù),該項(xiàng)目能有效提高電池殼體邊框的尺寸精度和垂直度。該兩項(xiàng)技術(shù)已在新能源汽車電池箱體、電芯外殼等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中獲得應(yīng)用,有效地提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率及優(yōu)良率。
●貴鋁新材料公司28kt/a箔軋項(xiàng)目開工
貴鋁新材料公司鋁箔項(xiàng)目于今年1月15日在貴陽市清鎮(zhèn)王莊鄉(xiāng)鋁精深加工園區(qū)開工,占地約120畝,計(jì)劃投資6.6億元,總建筑面積4萬m2。該項(xiàng)目有5條鋁箔生產(chǎn)線,生產(chǎn)28kt/a新能源汽車動力電池箔、電力電容器箔等,計(jì)劃18個(gè)月建成投產(chǎn)。
●潮力新材料公司150kt/a平軋鋁產(chǎn)品項(xiàng)目
廣西平果市潮力新材料有限公司100kt/a鋁合金板帶項(xiàng)目和50kt/a新能源電池箔項(xiàng)目于今年1月8日舉行了啟動儀式,計(jì)劃總投資15億元,用地100畝。該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后將對平果鋁產(chǎn)業(yè)邁向中高端起到重要的推動作用。
●江蘇如東經(jīng)開區(qū)150kt/a鋰電池鋁塑膜和鋁箔項(xiàng)目
今年1月21日,江蘇省如東經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)與日本BJAY(布佳伊)有限公司就鋰電池鋁塑復(fù)合膜和鋁箔生產(chǎn)項(xiàng)目簽署了合作協(xié)議。該項(xiàng)目總投資約20億元,從日本引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)和科學(xué)家,分兩期建設(shè),每期投資約10億元,其中,設(shè)備投資約7億元。
●上海華峰鋁業(yè)150kt/a鋁板帶箔項(xiàng)目
上海華峰鋁業(yè)有限公司今年2月11日發(fā)表公告稱,擬投資19.8億元建設(shè)年產(chǎn)150kt/a新能源汽車用高端鋁板帶箔項(xiàng)目。該項(xiàng)目將引進(jìn)2400mm四機(jī)架熱精軋機(jī)列、高速冷軋機(jī)、高速箔軋機(jī)等。
●貴州清鎮(zhèn)市年產(chǎn)1.5億套電池鋁殼及蓋板項(xiàng)目
今年3月28日,貴州市清鎮(zhèn)市與安徽力翔電池科技有限公司簽署建設(shè)1.5億套電池鋁殼及蓋板項(xiàng)目協(xié)議。該項(xiàng)目總投資10億元,占地約100畝,將建設(shè)16條鋁殼生產(chǎn)線和25條蓋板生產(chǎn)線。
●河南明泰鋁業(yè)700kt/a綠色新型鋁合金材料項(xiàng)目
近些年來,河南明泰鋁業(yè)有限公司聚焦行業(yè)焦點(diǎn)、難點(diǎn)問題,在戰(zhàn)略上對新興鋁合金材料、廢舊資源高值保級利用兩個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域,開展了大量研究,先后實(shí)施了多個(gè)產(chǎn)品高端、低碳節(jié)能的高質(zhì)量項(xiàng)目。其中,700kt/a綠色新型合金材料項(xiàng)目定位于“中國鋁工業(yè)現(xiàn)代化生態(tài)示范土程”,引進(jìn)國際先進(jìn)智能化(1+4)式熱連軋線、6輥冷軋機(jī)、高架倉庫等,形成“高端+綠色+智慧”鋁合金一體化生產(chǎn)體系。據(jù)明泰鋁業(yè)3月15公告顯示,該項(xiàng)目的再生鋁生產(chǎn)線2臺瓦格斯塔夫扁錠鑄造機(jī)已投產(chǎn),熱粗軋機(jī)和6輥冷軋機(jī)于上半年投產(chǎn),計(jì)劃今年產(chǎn)量為220kt扁錠、115kt熱軋帶坯、約50kt外銷成品板帶。
●洛陽龍鼎鋁業(yè)100kt/a電池箔/雙零箔項(xiàng)目及500kt/a再生鋁項(xiàng)目
河南洛陽龍鼎鋁業(yè)有限公司100kt/a電池箔/雙零箔項(xiàng)目及500kt/a再生鋁項(xiàng)目于今年3月份開工建設(shè),總投資16億元。該鋁箔項(xiàng)目分兩期建設(shè),各建50kt/a。電池箔產(chǎn)能為50kt/a。
●江蘇常州睿捷新材料科技有限公司2.7億m2鋁-塑膜項(xiàng)目
睿捷新材料科技有限公司擬投資16億元在江蘇金壇經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)金城科技產(chǎn)業(yè)園建約2.7億m2的鋁-塑膜項(xiàng)目,有8條生產(chǎn)線,占地約150畝,已于2021年10月開工建設(shè)。
●大慶豫港龍泉鋁加工材項(xiàng)目50kt/a電池箔本項(xiàng)目
大慶豫港龍泉鋁加工材項(xiàng)目于2019年3月啟動,總投資330億元,是全世界計(jì)劃一次性建成的最大鋁加工材項(xiàng)目,總建筑面積1000萬m2。精深加工區(qū)規(guī)劃主要產(chǎn)品為鋁合金建筑模板、新能源汽車車身、全鋁家居產(chǎn)品、軌道車輛車身、特種車輛車身等,另外,還有擠壓型材區(qū)和板帶材區(qū)。該項(xiàng)目平軋鋁產(chǎn)品生產(chǎn)能力1200kt/a,擠壓材生產(chǎn)能力500kt/a,精深加工產(chǎn)品生產(chǎn)能力200kt/a。筆者估計(jì)該項(xiàng)目電池箔生產(chǎn)能力為50kt/a。
●山東南山鋁業(yè)16.8kt/a電池箔項(xiàng)目
2019年,南山鋁業(yè)投資4.53億元建設(shè)高端鋁箔生產(chǎn)線。該項(xiàng)目生產(chǎn)高性能動力電池箔和數(shù)碼消費(fèi)類電池箔16.8kt/a,高性能包裝鋁箔4.2kt/a。
鋰電池結(jié)構(gòu)及所用鋁箔
●電池結(jié)構(gòu)
鋰電池結(jié)構(gòu)由正極集流體(集電器電極)、盒、封口板、負(fù)極板等組成。各部分對相應(yīng)材料要求是:集電器箔不但應(yīng)有高的強(qiáng)度與電導(dǎo)率,而且應(yīng)表面平坦;盒材應(yīng)有高的強(qiáng)度與成形性,還應(yīng)有良好的耐膨脹性;封口材宜有良好的成形性與激光焊接性;層壓包裝鋁材應(yīng)有高的強(qiáng)度與成形性;母線材必須有高的強(qiáng)度與電導(dǎo)率,以及良好折彎加工性。
通常說的電池鋁箔,實(shí)際上是鋰離子電池正極箔,最好把這種厚度約0.1mm的非改性的正極箔稱為集流體鋁箔,以區(qū)別于鋰(離子)電池用的其它鋁箔,如電池軟包用鋁-塑膜中的箔、極耳箔、改性后涂炭箔等。集流體鋁箔一方面是集流體電極;另一方面是鋰電池正極或負(fù)極材料的載體。實(shí)際中可把集流體鋁箔簡稱電池箔。
●正極結(jié)構(gòu)
正極由正極集流體(極耳)、高溫膠帶、正極基體和正極物質(zhì)組成。極耳為厚約0.1mm的1070、1060、1235、1230、1100、8011、1N30、3003等合金箔,其中,用得多的為1235、1070、1100、3003合金,因?yàn)樗鼈冇懈叩膹?qiáng)度。正極基體約為0.016mm厚的箔。
●外殼及封口材料
外殼是用薄鋁板加工的,要求有高的成形性與強(qiáng)度,而且應(yīng)有優(yōu)越的耐壓性,可抑制因反復(fù)充電、放電而導(dǎo)致的殼體膨脹。3種外殼板材的性能見表2。
封口是用激光焊接的,因此應(yīng)有優(yōu)異的可激光焊性能,同時(shí)在加工防爆閥階段不會發(fā)生較大的加工硬化,有良好的成形性。封口材的各種性能見表3。
●電池箔
鋰離子電池用的鋁箔有兩種:一是平箔,應(yīng)有高的強(qiáng)度、高的電導(dǎo)率與平坦的表面;二是表面改性箔(ASP,Advanced Surface Profile)。日本聯(lián)合鋁業(yè)公司研發(fā)的平箔有7種:A85、C2F、高強(qiáng)度C2F、FS115、MS812、X383、503S,其中A85、C2F、503S是通用工業(yè)箔,可應(yīng)用于民用各個(gè)領(lǐng)域,C2F、MS812、X383合金有高的強(qiáng)度與電導(dǎo)率,F(xiàn)S115合金在涂漆烘烤后有高延展性;表面改性箔有高的強(qiáng)度、高的電導(dǎo)率與表面粗糙化等特性,由于表面粗糙化,活性物質(zhì)附著性大大提高,同時(shí),可以減少粘結(jié)劑用量,電池特性也得以改善,采用新的粗化工藝,比傳統(tǒng)工藝的生產(chǎn)成本有所下降。平箔合金的性能與特性見表4。
●鋁母線合金
鋰電池的導(dǎo)電母線原來是銅材料的,改用鋁材料后不但大幅度實(shí)現(xiàn)了輕量化,而且成本下降了很多;EC1合金的電導(dǎo)率與純鋁1050-O的等同,而其強(qiáng)度則比它大50%;EC2合金的電導(dǎo)率只有銅的57%,如果母線板厚增加到銅的1.8倍,則傳導(dǎo)的電流可與銅的相等。鋁母線板的力學(xué)性能見表5。
責(zé)任編輯:李開顏
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